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复杂条件下地铁施工的管理与规划
Mahdi Khosravi *和KalleKauml;hkouml;nen
坦佩雷科技大学，33101坦佩雷，芬兰
摘要：
如今，大部分建设项目都被认为是复杂和模糊的工作。各种建设项目都有自己的特点和复杂性，因此需要采用具体的各自的管理方法和解决方案。关于城市的快速发展，城市地区的地下建设如地铁建设，主要用于将日常生活扩展到地下空间。 因此，对地铁建设的复杂要素的认识可以在其管理和规划中发挥重要作用。本文以调查地铁施工中的复杂性为目的，为管理和施工提供了高预测性的基础与可能性。由于地铁项目是城市地下工程，本文不仅对内外部问题进行了研究，又对项目管理的影响进行了讨论。可以得出以下结论，地铁的管理和规划中要根据内部和外部的复杂性的差异性同时进行。
关键词：复杂性; 施工管理; 施工规划; 地铁建设; 地下施工
- 介绍
随着人类生活方式和技术的不断变化，世界各地的建筑项目不断增加。然而，新项目的复杂性为项目规划和管理提供了挑战。根据Baccarini（1966）的说法，所有的建设项目都可以归类为复杂项目。这是由复杂性之间的直接关系引起的，涉及到应该在差异化和相互依赖性条件下进行管理的各种相互关联的部分。在不同类型的施工中使用新的各种技术和方法。每种建设项目都有自己的特点和复杂性，导致相关的具体歧义。这表明在一种项目中成功的需求管理解决方案，要根据其复杂性进行选择和微调。
因此，提前确认每个项目的有效和具有挑战性的要素可以在成功的项目规划和管理中发挥重要作用。“建设项目无疑是越来越复杂的事业。 这可能归因于客户的需求和其他技术发展“（Mouchi等，2011）。关于城市的快速发展，城市地区如地铁建设的地下建筑主要用于将人类日常生活延伸到地下空间。地铁轨道系统被公认为公民便利的地下运输解决方案。然而，需要大量投资，需要相当长的时间才能实现所有预期的社会和区域甚至国家利益。这种地下建筑是最脆弱的工程项目之一（Leijten，2009）。
应该确定和考虑这个漏洞，因为它可能是公众信任的重大威胁。由于公众是公有或私有的所有资助项目的终极消费者，每个建设项目都可以改变社会成员之间的信任水平（Greiman，2013）。此外，地铁系统通常设计用于城市拥挤的地区。这个建设过程显然打破了平民的日常生活。这些说明了对地铁项目全过程进行适当管理和规划的重要性，按时，按预算提供高质量和高效率的交付。因此，本文的目的是探索地下铁路系统建设中的具体复杂性。这些可能是管理和规划这些项目的问题的根源。在这项研究中，挑战分为内部和外部的复杂性以及两者的影响。本文及其结果基于从某些现实世界项目和地下施工专家获得的定性和定量数据。
- 内部复杂性
本文研究的内部复杂性可以看作是设计参与者引起的问题地铁项目施工过程。
2.1.施工变更阶段
典型施工项目的设计和工程阶段产生了相当多的细节和规格。设计人员尝试考虑组件之间的所有关系和相关条件，以尽可能准确地呈现细节。然而，在字面上协调包含项目规格不同细节的成千上万的页面是不可能的（Callahan，2005）。这导致预期在施工阶段会出现一些错误，必须予以纠正。由于无数的细节改变通常只需要一个变化，每个项目的模糊性，差距和冲突预计将被发现与某种变化过程（Callahan，2005）。在地铁轨道系统项目中，必须详细设计许多车站和隧道。此外，设计一个庞大的项目需要更大的人力来准备细节和地图，而发现冲突是不可能的。当项目的不同部分由不同的公司设计时，这种复杂性可能会上升。由于地铁设计所需的各种专业知识，不同的公司有必要参与这一广泛技能项目的设计阶段。
此外，地铁轨道系统采用高度技术性的施工交付，其电气和机械装置和设备对于系统本身的性能至关重要。技术发展每一刻，发明人和公司向用户生产和提出新的更新设计和设备。大多数新产品在任务性能方面具有更高的生产力，更少的能源消耗和更高的质量。这可能会鼓励客户甚至顾问将一些设计的设备和设备更改为较新的设备和设备，这些设备和设备可能需要考虑和构建一些特定的先决条件。即使在初步阶段，施工阶段的这些替代可能是另一个变化的原因。
另一方面，一些设计的性能方法可能是不可行或不切实际的。一些不切实际的设计，与合同不匹配的设计，或不可能完成的设计通常为项目提供更多的挑战（Callahan，2005）。这些问题可能会在施工阶段产生一些根本性的变化，因为必须找到合适可行的方法，所有相关细节都应该匹配，并且必须提供所有先决条件。在这些项目中，这个事情在地铁施工中的可能性很大，是因为这些项目的建设面积很大。遇到工作方式的地铁项目的任何变化，即使在施工阶段的初步阶段，都可以进行所有的管理工作。根据参与者之间的紧张关系，项目管理也可能导致模糊的复杂状况。
一个建设项目可以被看作是受到各种因素影响的脆弱努力的一个例子。预测可能出乎意料地发生的所有有效事件是非常困难或几乎不可能的。经常发现意外的事件和惊喜，例如存在地下岩石，地下障碍物或不寻常的土壤条件，异常天气，意外的现场条件或材料和设备的不可用或预期的延迟。“（Callahan，2005）。这将导致工作范围，工作时间表或工作细节中的相关更改。这些项目可能不会为一个小项目提供相当大的挑战。然而，在诸如地铁项目的大型项目中，由于项目的相互依赖程度高，每个项目都可能产生复杂的难题。这也是地下不确定性和城市限制条件造成的。在地下项目中，意外事件的可能性超过其他项目，可管理性问题是问题（Leijten，2009）。
上述每个建筑过程中的变化都需要作出决定，修改设计以及在现场破坏，重建和返工。这些变化可能使项目的承包商和顾问变得困难，因为这个过程将是耗时的。这浪费时间降低了影响有效管理的参与者的利润。 “有变化的项目，甚至少量，比预算更有可能导致成本和进度表现更差”（Ibbs，2012）。在地铁项目中，关于所有子项目是一个独特项目的一部分，任何子项目只有一部分的任何变化都可以轻易地影响到其他所有子项目，直接或间接地，这可以是变革链的起点。大量公司提供计划并潜水到建设中，按照计划实现利润。改变或消除一个站点的细节，这是非常常见的事件，可以作为变更链的起点，使得地铁项目的规划和管理更加复杂。
2.2经历
所有行业经验的作用是不可否认的。重复以前的任务导致更少的遗漏和更好的结果。“项目关键人员对项目成果所拥有的经验的影响已得到广泛认可”（Jaselskis和Ashley，1991; Sanvido等，1992）。在建筑行业，不同的项目具有不同的特点，具有参与一个建设项目的经验，可以在将来参与类似项目的情况下发挥有效的作用。从一种项目获得经验和工程技术及其新技术可能对另一种不同条件和条件的项目（Leijten，2009）可能没有帮助。这是由于建立了实际参与项目并熟悉其特殊挑战的现实观点。障碍和意料之外的事件可以预先参与类似项目的专家。一个明显的例子是在一个城市建造住宅和公寓的公司。这家公司在完成第一批项目后可以更成功。这是因为事先预测这类项目事件的经验水平越来越高。
项目经理的经验水平是建设项目成功的有效特征之一（Ashley和Jaselskis，1988）。在设计阶段，预先确认冲突和遗漏的最小化位置是参与设计相同项目的重大益处。这有助于设计师防止重复以前项目的错误。另一点是符合项目的社会条件和要求。每个社区都有具体的文化，社会行为和要求。考虑到提供高效率服务，公共项目必须考虑这些因素。公共交通系统，如大多数社会的公共汽车和地铁线路，通常旨在促进城市人口的流动。由于发射地铁线路所需的投资要求很高，这个系统一般是为城市拥挤的地区提供的，那里可能是高效的，能够覆盖大部分平民的旅程。提高公共交通生产力的策略通常为客户和运营提供更多的吸引力（Nash，2006）。
对于意外事件的适当反应必须立即就当地环境的实践经验和知识作出决定。另外，不同国家的官僚机构也不一样，直接和间接影响项目进度。这涉及到成功管理庞大的城市项目需要完全熟悉当地的官僚机构，在项目实施过程中作出正确的决策和选择正确的政策。地铁通常被设计为公共交通系统的一部分，这有助于在这个项目中花费大量资金来建造。设计一个高效和有吸引力的地铁需要与平民的偏好和要求相匹配。熟悉当地的地下情况，有助于项目施工过程中遇到地下和城区建设的限制。
因此，过去参与地铁项目的当地管理人员，专家和公司的必要性可能是有益的。这方面的挑战是缺乏这些实践的管理人员和参与者，因为有限数量的地铁铁路线通常是在每个国家订购和建造的。每个国家所需的地铁数量有限，可能会对当地有经验的专家造成限制。因此，这个项目中几乎所有涉及的管理人员和公司都可能面临参与地铁项目的第一次经验。这导致对这种类型项目的具体挑战的了解较少，这可能会在设计和施工阶段以及项目管理中提供复杂的情况。
2.3.财务问题
财务在每个建设项目中都起着至关重要的作用。因此，项目的财务部分可能是施工管理的一个问题。本节可分为两个相关部分：1.项目财务估算; 2.项目财务管理。由于项目财务估算将成为项目财务管理在建设阶段的基础，因此在管理上取得成功需要估计是切合实际的。通过提高成本信息的质量来提高估计精度水平（Trost and Oberlender，2003）。对于更大的项目，这些估计将更加困难，这些项目包含各种各样的设备或任务，并且具有更长的施工时间。关于不同项目的多样性属性，每个项目的财务估算需要由熟悉项目规格的人员进行详细估算。
构建地铁线路不仅包含各种技术，设备，专业知识和领域，而且通常从设计到完成都需要十年时间。这增加了远期未来价格波动的最终费用的不可预测性水平。此外，在诸如地铁项目等建设项目中遇到意外事件的可能性较高，可为项目的财务估算提供更为复杂的情况。当地的例子是最新估计的埃斯波地铁延伸（Lauml;nsimetro项目）从4亿欧元到近10亿欧元的首次估计（赫尔辛基时报，2014年3月22日）。
此外，世界主要的情况可能会影响这个问题，特别是在应用一些必须从其他国家进口的设备和设备的情况下。汽油费的波动和制裁俄罗斯等一些国家可能是现在的例证。经济危机是增加地铁等昂贵项目财务管理更加复杂的另一个有效因素。这可能导致政府，地铁项目的主要财务赞助者和施工参与者之间的紧张局势日益加剧。为了清楚起见，芬兰埃斯波的地铁延伸自2007年以来已经花费近10亿欧元，增加了目前的线路13.5公里（“赫尔辛基时报”，2014年3月22日）。这意味着每年平均超过一亿欧元，必须由政府支付。任何暂停或延迟付款都可能导致项目工作和进度的延迟，导致更多的时间和成本超支，并使其管理更加复杂。
2.4.积分
综合管理是建设和组建基础设施建设项目的关键要求（Enshassi et al，2010）。由于大型基础设施项目不可分割，整合是这些建设项目的重中之重。在相互依赖的子系统之间交换信息以及知识是整合要求之一。这也包括联合决策（Mitropoulos和Tatum，2000）。然而，整合的程度取决于所包括的任务的多样性和多样性，工作方法，管理风格和专业知识。
地铁项目是一个主要设计从一个城市的另一边开始的一个项目，通过城市拥挤的长线，作为交通系统的一部分，提高效率和吸引力。将这个长项目划分为多个子项目（地点），是建设阶段的一个必要行为。这是由于项目全线同步施工过程增加，项目进度缩短。此外，本项目的各个需求领域将其分为五大专业知识，建筑工地和控制中心，隧道，铁路安装和信号，电气任务以及机械。需要大量资源，并且必须分配这些资源，以便快速实现广泛的努力。
所有这些资源通常不能由单一公司提供。因此，许多承包商，各种供应商，顾问和各方面的其他贡献者都需要参与项目实施。然而，这些公司通常有自己的具体时间表，工作方法和政策，他们通常在不同的地点工作。所有这些网站必须相互连接，以提供一条独特的地铁线。这突出了所有参与者之间的整合的重要性，特别是在地铁轨道建设。为了清楚这一点，表1显示了三个不同的地铁项目中的主要参与者和分包商的大概数量。
可以看出，许多公司及其代表（如工人团队）必须适当地整合到地铁项目中以获得合格的地铁系统。这意味着任何参与者的任何事项都可能影响整个项目过程。因此，如此众多的涉及企业的适当整合是诸如地铁项目之类的巨型建筑的管理和规划的复杂部分之一。对这种协调的关注较少或考虑管理不善可能会导致参与者之间的紧张关系或提供无利可图的项目。因此，这样昂贵的地铁项目无法取得成功，而且由于在施工期的晚期确认了这个问题，所以大部分项目的预算都会被浪费掉。
调查任何变化或问题对其他网站和参与者的时间表的所有影响，并协调所有这些都是从设计到完成的整个项目持续的复杂努力。这包括审查不同领域之间的这些影响。这一部分任何迟到或较差的管理都可能导致许多返工，浪费钱，计划滞后，失去协调一致的机会。
- 外部复杂性
本文地铁施工项目的外部复杂性包括地铁项目条件和情况特别考虑的复杂性。
项目位置及其现场边界实例化了地铁轨道系统与其他建筑物之间的巨大差异。地铁作为交通系统的一部分，通常可以设计为拥挤的城市地区，成为一个高效而有吸引力的交通系统。因此，城市人口众多的地区涉及地铁工程施工阶段的倒塌事态。这突出了本项目的外部条件，根据施工过程对公民的直接影响，反之亦然。平民住在公寓内，同时在地下施工的道路上移动。这表明在任何意外事件发生时，人类生命面临的潜在危险。此外，由于财务问题，变更调查或新决定造成的地铁项目施工阶段的任何停工或延误，都可能增加邻近道路和居民区相关损害赔偿的可能性。即使在具有表示现场边界的城市中心建造机场，也必须从公寓，道路和历史建筑物下方通过的地下地铁建设进行比较可能是示例。
另外，外部条件对于大多数郊区项目来说通常都是不可忽视的问题。但是，这些条件导致地下城市轨道交通项目的具体位置条件更
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